ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫЙ ДРАГЛАЙН Российский патент 2023 года по МПК E02F3/48 E21C41/26 E21C47/00 

Изобретение относится к землеройной технике, используемой преимущественно при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, в частности к экскаваторам-драглайнам.

Известен экскаватор-драглайн, содержащий опорную базу, поворотную платформу, стойку поворотной платформы, стрелу с головными отклоняющими блоками и ковш, который соединен упряжью с системой канатов подъемной и тяговой лебедок (Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров: Учебник для вузов. - 8-ое изд., перераб. и доп. - М.: Издательство «Майнинг Медиа Групп» 2013. - 594 с.: с ил., Рис. 10.22, С. 196 - аналог).

Сущностью известного драглайна является возможность осуществления разгрузки ковша в зоне головной части его стрелы только при строго вертикальном положении подъемного каната (даже при укороченной стреле) на уровне его стояния.

Недостатком описанного выше драглайна является его неспособность погрузки горной массы в кузов транспортного средства или бункер питателя дробилки в подстреловом пространстве выше или ниже уровня стояния драглайна.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому результату, принятым за прототип, является выемочно-погрузочный драглайн, содержащий опорную базу, поворотную платформу, стрелу, стойку поворотной платформы, тяговую, подъемную лебедки, рабочий орган в виде люльки с упряжью Пейджа с размещенным в ней на цапфах опрокидным ковшом, которая снабжена механизмом его опрокидывания, включающим натяжную лебедку, размещенную на стойке поворотной платформы (Клементьева И.Н., Кузиев Д.А. Выемочно-погрузочный драглайн с ковшом инновационной конструкции // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - №7. - С. 149-157 Рис. 2-5 - прототип).

Сущностью известного выемочно-погрузочного драглайна является то, что ковш фиксируется относительно люльки подвижными упругими (подпружинеными) засовами с рычагами, управляемыми посредством каната маломощной (до 5 кВт) лебедки, установленной на двуногой стойке крепления стрелы. Причем подвижные засовы с рычагами размещены на обеих щеках люльки с внешней стороны рабочего органа.

Недостатками конструкции такого драглайна являются сложно осуществимое синхронное управление засовами одним канатом маломощной лебедки и засорение подвижных засовов и их пружин горной массой во время черпания.

Сущностью заявленного объекта является гарантированная возможность погрузки горной массы в кузов автосамосвала, в бункер конвейера или дробилки опрокидным ковшом практически в любой точке сектора рабочей площадки, ограниченного в плане радиусом расположения автосамосвала заданной высоты (грузоподъемности) и наибольшим радиусом выгрузки ковша, как на уровне, так и выше или ниже стояния драглайна.

Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения в щеках люльки предусмотрены пазы для наружных выступов опрокидного ковша. К люльке шарнирно крепятся подъемный, тяговый и разгрузочный канаты. Натянутые подъемные и тяговые канаты используются для подвода и фиксации люльки с ковшом над транспортным средством в зоне подстрелового пространства выемочно-погрузочного драглайна. Люлька с пазами для наружных выступов опрокидного ковша снабжена механизмом опрокидывания ковша, который содержит натяжную лебедку с барабаном, установленную на стойке поворотной платформы, установленные симметрично относительно продольной оси люльки две проушины, в квадратных отверстиях которых своими концами размещен торсион. В центре торсиона по его продольной оси установлен шкив-рычаг, ступица которого выполнена со сквозным квадратным охватывающим отверстием и двумя глухими цилиндрическими углублениями с каждой стороны, в которых коаксиально закреплены цилиндрические вкладыши со стопорами ковша на концах, размещенные в разъемных буксах проушин, связанных поперечной пластиной с регулируемым упором. Между проушинами в нижней части установлен шкив с возможностью вращения, связанный охватывающим его разгрузочным канатом, конец которого жестко закреплен на шкиве-рычаге.

Для пояснения описываемого объекта на фигурах приведены чертежи, где на Фиг. 1 изображен выемочно-погрузочный драглайн с рабочим органом; на Фиг. 2 изображен рабочий орган выемочно-погрузочный драглайн; на Фиг. 3 изображена люлька рабочего органа; на Фиг. 4 изображен опрокидной ковш рабочего органа; на Фиг. 5 изображен механизм опрокидывания ковша; на Фиг. 6 изображен вид Б на механизм опрокидывания ковша; на Фиг. 7 изображено положение рабочего органа при черпании; на Фиг. 8 изображено положение рабочего органа над кузовом автосамосвала во время его разгрузки; на Фиг. 9 изображено положение рабочего органа во время его разгрузки в отвал.

Предложенный объект осуществляется следующим образом: выемочно-погрузочный драглайн (фиг. 1) содержит опорную базу, поворотную платформу, стрелу (на фиг. 1 не показаны), стойку поворотной платформы 1, тяговую 2, подъемную 3 и натяжную 4 лебедки с тяговыми 5, подъемными 6, разгрузочным 7 канатами, отклоняющим 8 и головным блоком 9 разгрузочного каната 7. Рабочий орган (фиг. 2) в виде люльки 10 с опрокидным ковшом 11 соединен упряжью Пейджа 12 тяговыми 5 и подъемными 6 канатами с соответствующими лебедками 2, 3. Люлька 10 снабжена механизмом опрокидывания ковша 13, который содержит натяжную лебедку 4 с электродвигателем 14 и барабаном 15, установленную на стойке поворотной платформы 1. Барабан 15 натяжной лебедки 4 посредством разгрузочного каната 7 через отклоняющий 8 и головной 9 блоки связан с механизмом опрокидывания ковша 13. Люлька 10 рабочего органа (фиг. 3) представляет собой пространственную конструкцию из двух щек 16 с проушинами 17 для крепления тяговых канатов 5, соединенных между собой траверсой 18, перекладиной с башмаками 19 и задней стенкой 20. В щеках 16 предусмотрены пазы 21, а на оси 22 крепления подъемных канатов 6 выполнены два отверстия 23. Опрокидной ковш 11 (фиг. 4) состоит из сварного корпуса 24, на внешних боковых поверхностях которого для ограничения его поворота установлены наружные выступы 25, входящие в пазы 21 люльки 10 (фиг. 3), а на оси 22 крепления подъемных канатов 6 установлены цапфы 26. Механизм опрокидывания ковша 13 (фиг. 5) располагается на задней стенке 20 люльки 10 и включает установленные симметрично относительно ее продольной оси две проушины 27 (фиг. 6), в квадратных отверстиях которых своими концами размещен торсион 28. В центре торсиона 28 по его продольной оси установлен шкив-рычаг 29, ступица 30 которого выполнена со сквозным квадратным охватывающим отверстием и двумя глухими цилиндрическими углублениями с каждой стороны, в которых коаксиально закреплены цилиндрические вкладыши 31 со стопорами 32 ковша на концах.

Вкладыши 31 размещены в разъемных буксах 33 проушин 34, закрепленных симметрично на задней стенке люльки 10. Регулируемый упор 35, установленный на поперечной пластине 36, закрепленной между буксами 33, предназначен для установки начальной деформации торсиона 28.

Между проушинами 34 в нижней части установлен шкив 37 с возможностью вращения по оси пальца 38. Шкив-рычаг 29 и шкив 37 связаны охватывающим их разгрузочным канатом 7, жестко закрепленным на шкиве-рычаге 29.

Устройство работает следующим образом. Принцип работы выемочно-погрузочного драглайна заключается в следующем. При ослабленных тяговых канатах 5 люлька 10 (фиг. 1) с опрокидным ковшом 11 (фиг. 2) опускается подъемными канатами 6 в крайнюю нижнюю точку забоя 39 (фиг. 7). При этом опрокидной ковш 11 зафиксирован относительно люльки 10 торсионом 28 стопорами 32 механизма опрокидывания ковша 13 в положении А (фиг. 5). Для исключения провисания (слабины) разгрузочного каната 7 при изменении положения люльки 10 с опрокидным ковшом 11 в подстреловом пространстве (как при черпании, так и при повороте драглайна на выгрузку), электродвигатель 14 натяжной лебедки 4 постоянно (с момента подачи напряжения на выемочно-погрузочный драглайн) находится под слабым током, значительно меньшим номинального, создавая момент на барабане 15 натяжной лебедки 4, достаточный лишь для выбора слабины разгрузочного каната 7.

После укладки люльки 10 с ковшом 11 на поверхность забоя 39 выполняется черпание горной массы (фиг. 7), по окончании которого осуществляется поворот верхнего строения выемочно-погрузочного драглайна с груженным ковшом 11. Черпание и поворот выполняются полностью аналогично известной конструкции драглайна. Во время поворота на выгрузку посредством натянутых подъемных 6 и тяговых 5 канатов осуществляется размещение люльки 10 с ковшом 11 над транспортным средством 40 (фиг. 8). После установки люльки 10 с ковшом 11 над кузовом транспортного средства 40 (самосвала, думпкара, бункера перегружателя или дробилки) тяговые 5 и подъемные 6 канаты стопорятся в зоне подстрелового пространства драглайна. Далее, машинист переводит электродвигатель 14 натяжной лебедки 4 в номинальный режим с моментом, достаточным для поворота шкива-рычага 29 (фиг. 5) механизма опрокидывания ковша 13 посредством разгрузочного каната 7. Шкив-рычаг 29 поворачивает вкладыши 31, выводя стопоры 32 ковша 11 из положения А в положение В, и груженый ковш 11 силой тяжести (действующей слева от точки «а») переводится в положение разгрузки горной массы в кузов транспортного средства (фиг. 8). При этом стопоры 32 (фиг. 5) из положения В возвращаются в положение А. После полной разгрузки опрокидного ковша 11 силой тяжести (действующей уже справа от точки «а») во время поворота верхнего строения выемочно-погрузочного драглайна в забой ковш 11 поворачивается, перемещая стопоры 32 из положения А в положение Б, и при совмещении своих наружных выступов 25 с пазами 21 люльки 10 стопоры 32 снова занимают положение А, фиксируя ковш 11 относительно люльки 10.

При этом машинист переводит электродвигатель 14 натяжной лебедки 4 в режим с моментом, достаточным лишь для выбора слабины разгрузочного каната 7. Затем рабочий цикл выемочно-погрузочного драглайна повторяется.

Натянутые подъемные 6 и тяговые 5 канаты, используемые для подвода и фиксации люльки 10 с ковшом 11 над транспортным средством 40 в зоне подстрелового пространства драглайна, практически устраняют раскачивание люльки 10 с ковшом 11 в процессе торможения в конце поворота на выгрузку. Это обеспечивает эффективную разгрузку ковша 11 в кузов транспортного средства 40 (фиг. 8).

Выемочно-погрузочный драглайн, оснащенный люлькой 10 с упряжью Пейджа 12, может осуществлять разгрузку горной массы и в отвал 41 при вертикальном положении подъемного каната 6 в конце поворота стрелы на выгрузку (фиг. 9).

Таким образом, предлагаемый выемочно-погрузочный драглайн позволяет гарантированно выполнять разгрузку ковша в кузов автосамосвала, в бункер конвейера или дробилки опрокидным ковшом практически в любой точке сектора рабочей площадки, ограниченного в плане радиусом расположения автосамосвала заданной высоты (грузоподъемности) и наибольшим радиусом выгрузки ковша, как на уровне, так и выше или ниже стояния драглайна.

С учетом известного авторам уровня техники конструкция предлагаемого выемочно-погрузочного драглайна не является очевидной, обладает новизной и промышленной применимостью. Она может быть осуществима в современном экскаваторе-драглайне без изменения его опорной базы, поворотной платформы, стрелы с головными отклоняющими блоками и системы канатов подъемной и тяговой лебедок.

Заявлен выемочно-погрузочный драглайн. Техническим результатом является обеспечение производства погрузки горной массы в кузов автосамосвала, в бункер конвейера или дробилки опрокидным ковшом практически в любой точке сектора рабочей площадки, ограниченного в плане радиусом расположения автосамосвала заданной высоты и наибольшим радиусом выгрузки ковша, как на уровне, так и выше или ниже стояния драглайна. Выемочно-погрузочный драглайн содержит опорную базу, поворотную платформу, стрелу, стойку поворотной платформы, тяговую, подъемную лебедки, рабочий орган в виде люльки с упряжью Пейджа с размещенным в ней на цапфах опрокидным ковшом. Люлька снабжена механизмом опрокидывания, включающим натяжную лебедку, размещенную на стойке поворотной платформы. Механизм опрокидывания ковша содержит установленные симметрично относительно продольной оси люльки две проушины, в квадратных отверстиях которых своими концами размещен торсион. В центре торсиона по его продольной оси установлен шкив-рычаг, ступица которого выполнена со сквозным квадратным охватывающим отверстием и двумя глухими цилиндрическими углублениями с каждой стороны. В углублениях коаксиально закреплены цилиндрические вкладыши со стопорами ковша на концах, размещенные в разъемных буксах проушин, связанных поперечной пластиной с регулируемым упором, между проушинами в нижней части установлен шкив с возможностью вращения, связанный охватывающим его разгрузочным канатом, конец которого жестко закреплен на шкиве-рычаге. 9 ил.

Выемочно-погрузочный драглайн, содержащий опорную базу, поворотную платформу, стрелу, стойку поворотной платформы, тяговую, подъемную лебедки, рабочий орган в виде люльки с упряжью Пейджа с размещенным в ней на цапфах опрокидным ковшом, которая снабжена механизмом его опрокидывания, включающим натяжную лебедку, размещенную на стойке поворотной платформы, механизм опрокидывания ковша содержит установленные симметрично относительно продольной оси люльки две проушины, в квадратных отверстиях которых своими концами размещен торсион, в центре торсиона по его продольной оси установлен шкив-рычаг, ступица которого выполнена со сквозным квадратным охватывающим отверстием и двумя глухими цилиндрическими углублениями с каждой стороны, в которых коаксиально закреплены цилиндрические вкладыши со стопорами ковша на концах, размещенные в разъемных буксах проушин, связанных поперечной пластиной с регулируемым упором, между проушинами в нижней части установлен шкив с возможностью вращения, связанный охватывающим его разгрузочным канатом, конец которого жестко закреплен на шкиве-рычаге.